Fiche de cours

Réfraction et réflexion totale

Lycée > Seconde > Physique Chimie > Réfraction et réflexion totale

Fiche de cours
Quiz et exercices
Vidéos et podcasts

Objectif

Pratiquer une démarche expérimentale sur la réfraction et la réflexion totale pour comprendre le principe physique de la réfraction, pour connaître la loi de la réflexion totale et les applications de celle-ci dans le domaine médical : fibres optiques et fibroscopie.

1. Le phénomène de réfraction

a. Mise en évidence expérimentale

Expérience : Un laser envoie un faisceau lumineux dans de l’eau. Que se passe-t-il ?
On observe une déviation du faisceau lumineux lorsqu’il pénètre dans l’eau. On dit que le faisceau lumineux est réfracté.

b. Etude du phénomène

La réfraction apparaît lorsque la direction de propagation d’une onde change lorsqu’elle traverse une surface de séparation entre deux milieux transparents caractérisés par leur indice de réfraction n.

Les rayons incident et réfracté appartiennent au même plan, appelé plan d’incidence.
Les angles d’incidence et de réfraction sont liés par la loi de Snell-Descartes :

n₁ × sin i = n₂ × sin r

Dans le cas ci-dessus, l’angle d’incidence i est différent de l’angle réfracté r et r < i , car le rayon lumineux passe d’un milieu initial d’indice de réfraction n₁ inférieur à l’indice de réfraction n₂ du second milieu.
Généralement, dans ce cas de figure, une partie du rayon incident est également réfléchi. C’est ce qui se passe par exemple lorsque la lumière du soleil arrive sur la surface de la mer :

Cas particulier : Lorsque le faisceau lumineux arrive perpendiculairement à la surface de séparation de deux milieux, il n’est pas dévié.

2. Le phénomène de réflexion totale

Ce phénomène existe lorsque la réfraction atteint ses limites et n’est plus possible. Ceci est visible quand l’indice de réfraction du milieu initial n₁ est supérieur à l’indice de réfraction du second milieu n₂.

Si on continue d’augmenter l’angle d’incidence, c'est-à-dire si l'angle devient supérieur à l'angle bleu, alors il y a réflexion totale : l’angle d’incidence devient égal à l’angle réfléchi (rayon vert).

3. Application dans le domaine médical : la fibroscopie

Le phénomène de réflexion totale est mis à profit dans les fibres optiques pour guider la lumière ; ces fibres optiques sont des tuyaux de verre ou de plastique transparents très fins et souples qui peuvent se courber. Lorsque la lumière pénètre dans une fibre optique, elle ne peut en sortir que par l’autre bout après une suite de réflexions totales sur les faces de la fibre.
Ce procédé est utilisé dans les télécommunications pour transmettre des informations et dans le domaine médical.

La fibroscopie est une technique d’exploration médicale faite au moyen d’un fibroscope. Il est constitué d’un tube souple dans lequel est intégré une ou plusieurs fibres optiques.

Le fibroscope est équipé :
- d’une caméra qui sert à éclairer le milieu pour aider le médecin à guider le fibroscope et à observer l’état du milieu pour déceler d’éventuels problèmes.
- de systèmes permettant de faire des prélèvements pour des biopsies, pour cautériser des vaisseaux sanguins, pour détruire des calculs, des tumeurs etc.
La fibroscopie est très utilisée pour explorer l’œsophage, le pharynx, les bronches, l’estomac, le côlon etc.

L'essentiel

Lorsque la lumière traverse une surface de séparation de deux milieux transparents, il y a réfraction. La réfraction est régie par les lois de Snell-Descartes :
• les rayons incident et réfracté appartiennent au même plan, appelé plan d’incidence ;
• n₁ × sin i₁ = n₂ × sin i₂.

Lorsque, dans certains cas, la réfraction n’est plus possible, alors il y a réflexion totale. Cette propriété est largement utilisée dans les fibres optiques pour les télécommunications, et en fibroscopie dans le domaine médical.

Évalue ce cours !

Note 3.8 / 5. Nombre de vote(s) : 317

Des quiz et exercices pour mieux assimiler sa leçon

La plateforme de soutien scolaire en ligne myMaxicours propose des quiz et exercices en accompagnement de chaque fiche de cours. Les exercices permettent de vérifier si la leçon est bien comprise ou s’il reste encore des notions à revoir.

S’abonner

Des exercices variés pour ne pas s’ennuyer

Les exercices se déclinent sous toutes leurs formes sur myMaxicours ! Selon la matière et la classe étudiées, retrouvez des dictées, des mots à relier ou encore des phrases à compléter, mais aussi des textes à trous et bien d’autres formats !

Dans les classes de primaire, l’accent est mis sur des exercices illustrés très ludiques pour motiver les plus jeunes.

S’abonner

Des quiz pour une évaluation en direct

Les quiz et exercices permettent d’avoir un retour immédiat sur la bonne compréhension du cours. Une fois toutes les réponses communiquées, le résultat s’affiche à l’écran et permet à l’élève de se situer immédiatement.

myMaxicours offre des solutions efficaces de révision grâce aux fiches de cours et aux exercices associés. L’élève se rassure pour le prochain examen en testant ses connaissances au préalable.

S’abonner

Des vidéos et des podcasts pour apprendre différemment

Certains élèves ont une mémoire visuelle quand d’autres ont plutôt une mémoire auditive. myMaxicours s’adapte à tous les enfants et adolescents pour leur proposer un apprentissage serein et efficace.

Découvrez de nombreuses vidéos et podcasts en complément des fiches de cours et des exercices pour une année scolaire au top !

S’abonner

Des podcasts pour les révisions

La plateforme de soutien scolaire en ligne myMaxicours propose des podcasts de révision pour toutes les classes à examen : troisième, première et terminale.

Les ados peuvent écouter les différents cours afin de mieux les mémoriser en préparation de leurs examens. Des fiches de cours de différentes matières sont disponibles en podcasts ainsi qu’une préparation au grand oral avec de nombreux conseils pratiques.

S’abonner

Des vidéos de cours pour comprendre en image

Des vidéos de cours illustrent les notions principales à retenir et complètent les fiches de cours. De quoi réviser sa prochaine évaluation ou son prochain examen en toute confiance !

S’abonner

Profs en ligne

Découvrez le soutien scolaire en ligne avec myMaxicours

Plongez dans l'univers de myMaxicours et découvrez une approche innovante du soutien scolaire en ligne, conçue pour captiver et éduquer les élèves de CP à la terminale. Notre plateforme se distingue par une riche sélection de contenus interactifs et ludiques, élaborés pour stimuler la concentration et la motivation à travers des parcours d'apprentissage adaptés à chaque tranche d'âge. Chez myMaxicours, nous croyons en une éducation où chaque élève trouve sa place, progresse à son rythme et développe sa confiance en soi dans un environnement bienveillant.

Profitez d'un accès direct à nos Profs en ligne pour une assistance personnalisée, ou explorez nos exercices et corrigés pour renforcer vos connaissances. Notre assistance scolaire en ligne est conçue pour vous accompagner à chaque étape de votre parcours éducatif, tandis que nos vidéos et fiches de cours offrent des explications claires et concises sur une multitude de sujets. Avec myMaxicours, avancez sereinement sur le chemin de la réussite scolaire, armé des meilleurs outils et du soutien de professionnels dédiés à votre épanouissement académique.

EXERCE-TOI EN T'ABONNANT